[发明专利]一种高性能的宽规格桥梁钢板的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于低碳结构钢控制轧制技术领域，特别是提供了一种高性能的宽规格桥梁钢板的生产方法，一种5～54mm具有高强度、良好低温韧性及厚度方向性能的宽规格桥梁钢板的生产方法，用于大宽度桥梁的杆件及箱梁等制造。通过低硫含量的成分控制及无展宽的轧制工艺保证钢板具有高强度、高韧性及良好的厚度方向性能。

背景技术

近年来，我国桥梁建设项目无论在跨度上还是在建设规模上，都实现了重大的突破。以斜拉桥为例，苏通长江大桥主跨达1088米，使我国公路用斜拉桥的主跨长度跨越到了千米级别。正在规划建设的沪通长江大桥是一座下层为四线铁路、上层为双向六车道高速公路的双塔五跨斜拉桥，主跨为1092米，是世界上最大跨度的公铁两用斜拉桥。桥梁跨度的增加，导致对宽规格桥梁钢板的需求日益增加，同时伴随着桥梁载荷的增加，对钢板性能要求日益提高，在强度要求提高的同时，对钢板低温韧性及厚度方向性能提出了更高要求，保证钢板沿厚度方向受力时具有良好的抗层状撕裂能力。本发明提供了一种厚度5-54mm、宽度最大到3900mm的具有高强度、高韧性及良好厚度方向性能的桥梁钢板生产方法。

南京钢铁股份有限公司申请的公开号为CN103614630A发明专利一种高强桥梁用钢及其制备方法、鞍钢股份有限公司申请的公开号为102400055A一种低成本屈强比可控高强度高韧性钢板及其制造方法，这两个专利均提供一种高强高韧性的桥梁钢生产方法，成分设计与本发明一样均采用低碳添加合金的成分体系，但以上两个专利均未对钢板的厚度方向性能(即Z向断面收缩率)有所研究，本发明通过无展宽的轧制工艺设计，大幅度的提高了钢板厚度方向性能，满足了工程需求，是本发明的最大创新点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能的宽规格桥梁钢板的生产方法，该钢板厚度5-54mm，宽度最大达3900mm，具有良好低温韧性及厚度方向性能。成分上通过S≤0.0020％以控制MnS夹杂的数量，工艺上通过无展宽轧制，提高纵轧总 变形量及道次压下量，改善钢板心部质量，提高钢板厚度方向性能及低温韧性。

本发明桥梁钢板的生产工艺步骤及在工艺中控制的技术参数如下：

(1)冶炼工艺：采用转炉冶炼，通过顶吹或顶底复合吹炼；采用LF炉和RH炉真空处理，降低O、H等有害气体以及S的含量，O含量控制在15ppm以下，H含量在1.5ppm以下，S含量不大于20ppm；通过极低的S含量控制，降低连铸坯心部MnS夹杂的数量，改善铸坯心部质量；

(2)连铸工艺：设计连铸坯坯型尺寸，厚度规格为300mm，宽度在1800-2400mm，铸坯长度等于合同中钢板宽度+100mm；

(3)加热工艺：钢坯冷装入炉，加热温度在1150℃～1250℃之间，加热时间在220min～300min，出炉后进行高压水除鳞；

(4)轧制工艺：采用双机架两阶段控轧工艺，粗轧阶段,在粗轧机前转钢，使铸坯长度方向作为钢板宽度方向，取消展宽阶段，连续轧制到2倍终轧厚度后放钢，精轧机前待温，精轧开轧温度800～950℃，终轧温度在770℃～870℃之间，轧后进ACC水冷，终冷温度＜550℃；

钢板的化学成分质量百分比：C为≤0.10wt％，Si为0.20～0.50wt％，Mn为1.00～1.80wt％的，P≤0.015wt％，S≤0.0020wt％，Al为0.020～0.05wt％，Nb≤0.06wt％，Ti≤0.02wt％，Cu≤0.40wt％，Cr≤0.40wt％，Ni≤0.50wt％，Mo≤0.4wt％，其余为Fe和不可避免杂质。

钢板屈服强度达到≥460MPa，抗拉强度≥590MPa，-40℃心部纵向冲击功≥120J，Z向断面收缩率≥55％，能够满足桥梁钢对强度、低温冲击及抗层状撕裂性能要求。

采用该方法的依据是：生产高性能宽规格钢板时，由于连铸坯展宽及展宽后纵轧时轧机的轧制力及扭矩较小，导致钢板心部变形不充分，钢板心部韧性及厚度性能较差，本发明成分上通过低S≤0.0020％的设计，减少连铸坯心部MnS夹杂数量；轧制工艺上，通过坯型设计，取消展宽，提高了粗轧阶段的总变形量及道次变形量，有利于提高钢板心部变形程度，改善钢板心部韧性及厚度方向性能，提高其抗层状撕裂的能力。

本发明的一种高性能的宽规格桥梁钢生产方法具有如下优点：